(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
高周波誘導加熱した後に急冷する焼入れを肉厚が４．０ｍｍ以下である鋼管に施すにあたり、
高周波誘導加熱の終了時に測定する鋼管の外面温度Ｔ１（℃）を下記（１）式で規定される範囲内として鋼管を高周波誘導加熱し、該高周波誘導加熱の終了時に鋼管の外面温度を測定し、測定した鋼管の外面温度を用いて高周波誘導加熱する過程で鋼管の外面温度がＡｃ3変態点の温度に到達してから鋼管の外面温度を測定するまでに経過した時間ｘ（秒）を下記（３）式により算出し、算出した前記時間ｘ（秒）に基づいて下記（２）式で規定される範囲内に鋼管の外面温度を測定してから急冷を開始するまでに要する時間ｔ（秒）を調整することを特徴とするエアバック用鋼管の製造方法。
ＴＡｃ３＋４０℃≦Ｔ１≦１１００℃  ・・・（１）
０秒＜ｔ≦１０秒−ｘ  ・・・（２）
ｘ＝（Ｔ１−ＴＡｃ３）／ｖ  ・・・（３）
ただし、ＴＡｃ３はＡｃ3変態点の温度（℃）、ｖは加熱速度（℃／ｓ）とし、その加熱速度ｖ（℃／ｓ）は、高周波誘導加熱の終了時における鋼管の外面温度（℃）と高周波誘導加熱の開始時における鋼管の外面温度（℃）との差を加熱時間（ｓ）で除したものとする。
【請求項２】
請求項１に記載の鋼管の製造方法において、熱間製管により得られた素管を冷間加工により所定寸法に仕上げて鋼管とし、当該鋼管に前記焼入れを施し、その後、Ａｃ1変態点以下の温度で焼戻しを鋼管に施すことを特徴とするエアバック用鋼管の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高周波誘導加熱による焼入れを施してエアバック用鋼管を製造する方法に関し、さらに詳しくは高強度かつ高靱性の鋼管を得ることができるエアバック用鋼管の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車のエアバッグシステムでは、鋼管を用いて製作されたアキュムレータが多用される。この鋼管を用いたアキュムレータには高圧ガスが封入され、エアバッグ作動時にはアキュムレータに封入された高圧ガスが一気にエアバッグ内に噴出される。したがって、アキュムレータに用いられる鋼管は、極めて短い時間に大きな歪み速度で応力が負荷されるので、高い寸法精度、加工性および溶接性に加えて、高強度、高靱性かつ優れた耐バースト性が要求される。
【０００３】
このようなエアバッグに用いられる鋼管は、例えば、以下の手順により製造される場合がある。
（１）鋼材を熱間製管により鋼管とする。
（２）この鋼管に加熱した後に急冷する焼入れと、焼戻しとを施す。
（３）焼入れと焼戻しとを施した後の鋼管を冷間加工により所定の寸法に仕上げる。
（４）冷間加工後の鋼管を焼鈍により残留応力を除去する。
【０００４】
焼入れと焼戻しは、エアバッグ用鋼管に要求される強度および靱性を確保するため、鋼管に施される。焼入れと焼戻しを熱間製管された後であって冷間加工される前の鋼管に施す場合、冷間加工で鋼管の靱性が低下することがある。
【０００５】
また、冷間加工後に焼入と焼戻しを施すエアバッグ用鋼管の製造方法が検討されている。この場合、例えば、以下の手順により鋼管を製造できる。
（１）鋼材を熱間製管により鋼管とする。
（２）この鋼管を冷間加工により所定の寸法に仕上げる。
（３）冷間加工後の鋼管に焼入れと、焼戻しとを施す。
【０００６】
冷間加工後に焼入と焼戻しを施す場合、焼入れと焼戻しにより、鋼管の強度と靱性を確保することができる。
【０００７】
エアバッグ用鋼管の製造方法に関し、従来から種々の提案がなされており、例えば、特許文献１がある。特許文献１に記載のエアバッグ用鋼管の製造方法では、所定の化学組成を有する鋼材を熱間製管により鋼管とし、鋼管に加熱した後に急冷する焼入れと、Ａｃ1変態点以下の温度で焼戻しとを施し、その後、鋼管を冷間加工により所定寸法に仕上げる。冷間加工の際に加工度（減面率）を低下させることにより、鋼管の軸方向Ｌに垂直な断面で測定した｛１１０｝面のＸ線積分強度比の、鋼管の周方向Ｔに垂直な断面で測定した｛１１０｝面のＸ線積分強度比に対する比を５０以下とし、優れた耐バースト性を確保できるとしている。
【０００８】
特許文献１では、鋼管に施す焼入れについて、焼入れ温度に急速加熱した後、短時間保持して急冷するのが好ましく、その焼入れ温度は９００〜１０００℃、加熱手段は高周波誘導加熱が好ましいとしている。
【０００９】
また、特許文献２に記載のエアバッグ用鋼管の製造方法では、所定の化学組成を有する鋼材を熱間製管により鋼管とし、鋼管を冷間加工により所定寸法に仕上げた後、９００〜９６０℃での焼入れと、焼戻しとを鋼管に施してオーステナイト結晶粒度を１１．０以上とする。特許文献２では、オーステナイト結晶粒度を１１．０以上とすることにより、エアバッグ用鋼管に要求される強度および靱性を確保できるとしている。また、焼入れの際に高周波誘導加熱を用い、９００〜１０００℃で保持時間を１０秒以下とすることにより、得られる鋼管の結晶粒がさらに微細となるので好ましいとしている。
【００１０】
特許文献３に記載のエアバッグ用鋼管の製造方法では、所定の化学組成を有する鋼材を熱間製管により鋼管とし、鋼管を冷間加工により所定寸法に仕上げた後、Ａｃ3変態点の温度以上に加熱する焼入れと、Ａｃ1変態点の温度以下での焼戻しとを鋼管に施す。特許文献３では、合金成分として添加されるＭｎとＴｉの含有率が関係式を満たすことにより、１０００ＭＰａ以上の引張強度と高い靱性を確保することができるとしている。また、鋼管に施す焼入れは、焼入れ温度に急速加熱した後、短時間保持して急冷するのが好ましく、その焼入れ温度は９００〜１０００℃、加熱手段は高周波誘導加熱が好ましいとしている。
【００１１】
特許文献１〜３に記載のエアバッグ用鋼管の製造方法では、焼入れで鋼管を加熱する手段として高周波誘導加熱を用いることが記載され、また、一部の特許文献には、高周波誘導加熱された鋼管の温度を保持する時間について記載されている。しかし、加熱された鋼管の温度を一定に保持するのは、高周波誘導加熱の原理から困難である。また、加熱中の鋼管温度を測定することも困難である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】ＷＯ２００６／０４６５０３号公報
【特許文献２】特開２００２−１９４５０１号公報
【特許文献３】ＷＯ２００４／１０４２５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
前述の通り、従来の高周波誘導加熱による焼入れを施すエアバッグ用鋼管の製造方法では、鋼管の加熱温度および保持時間について、実操業においてどのように管理すればよいのか、その管理方法については、十分に検討されていない。
【００１４】
本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、焼入れと焼戻しにより鋼管の組織を十分にマルテンサイト化するとともに、結晶粒を微細化することにより、高強度かつ高靱性である鋼管を得ることができるエアバック用鋼管の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明者は、鋭意検討を重ね、後述する実施例に示す試験を行った結果、以下の知見を得た。
（１）高周波誘導加熱の終了時に測定する鋼管の外面温度を所定の範囲以内とするとともに、この測定された鋼管の外面温度を用いて高周波誘導加熱する過程で鋼管の外面温度がＡｃ3変態点の温度に到達してから鋼管の外面温度を測定するまでに経過した時間を算出し、この時間に基づいて急冷を開始する時間を調整する。
（２）上記（１）により、焼入れと焼戻しが施された鋼管の組織が十分にマルテンサイト化するとともに、結晶粒が微細化することにより、高強度かつ高靱性である鋼管を得られる。
【００１６】
本発明は、上記の知見に基づいて完成したものであり、下記（１）および（２）のエアバック用鋼管の製造方法を要旨としている：
【００１７】
（１）高周波誘導加熱した後に急冷する焼入れを肉厚が４．０ｍｍ以下である鋼管に施すにあたり、高周波誘導加熱の終了時に測定する鋼管の外面温度Ｔ１（℃）を下記（１）式で規定される範囲内として鋼管を高周波誘導加熱し、該高周波誘導加熱の終了時に鋼管の外面温度を測定し、測定した鋼管の外面温度を用いて高周波誘導加熱する過程で鋼管の外面温度がＡｃ3変態点の温度に到達してから鋼管の外面温度を測定するまでに経過した時間ｘ（秒）を下記（３）式により算出し、算出した前記時間ｘ（秒）に基づいて下記（２）式で規定される範囲内に鋼管の外面温度を測定してから急冷を開始するまでに要する時間ｔ（秒）を調整することを特徴とするエアバック用鋼管の製造方法。
ＴＡｃ３＋４０℃≦Ｔ１≦１１００℃  ・・・（１）
０秒＜ｔ≦１０秒−ｘ  ・・・（２）
ｘ＝（Ｔ１−ＴＡｃ３）／ｖ  ・・・（３）
ただし、ＴＡｃ３はＡｃ3変態点の温度（℃）、ｖは加熱速度（℃／ｓ）とし、その加熱速度ｖ（℃／ｓ）は、高周波誘導加熱の終了時における鋼管の外面温度（℃）と高周波誘導加熱の開始時における鋼管の外面温度（℃）との差を加熱時間（ｓ）で除したものとする。
【００１８】
（２）上記（１）に記載の鋼管の製造方法において、熱間製管により得られた素管を冷間加工により所定寸法に仕上げて鋼管とし、当該鋼管に前記焼入れを施し、その後、Ａｃ1変態点以下の温度で焼戻しを鋼管に施すことを特徴とするエアバック用鋼管の製造方法。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の鋼管の製造方法は、下記の顕著な効果を有する。
（１）高周波誘導加熱の終了時に測定した鋼管の外面温度を用い、焼入れの際に鋼管の温度および鋼管がＡｃ3変態点の温度以上に滞在する時間を所定の範囲内に管理する。
（２）上記（１）により、得られる鋼管の組織が十分にマルテンサイト化するとともに、結晶粒が微細化するので、高強度かつ高靱性な鋼管を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】高周波誘導加熱を用いて鋼管に焼入れを施した際の時間と鋼管の外面温度との関係を示す模式図である。
【図２】本発明の鋼管の製造方法によって焼入れを鋼管に施す際に加熱される鋼管より短いコイルおよび複数の冷却水供給ノズルを備えた冷却装置を用いる方式を採用する場合の実施形態を示す図である。
【図３】炭素鋼からなる試験片を用いた試験の結果を示す図である。
【図４】低合金鋼からなる試験片を用いた試験の結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下に、本発明の鋼管の製造方法について図面を参照しながら説明する。
【００２２】
図１は、高周波誘導加熱を用いて鋼管に焼入れを施した際の時間と鋼管の外面温度との関係を示す模式図である。同図に示す鋼管に焼入れを施した際の時間と鋼管の外面温度との関係は、高周波誘導加熱装置で鋼管を高周波誘導加熱した後、冷却装置に搬送し、その後、冷却装置で急冷した場合のものである。
【００２３】
同図に示すように、高周波誘導加熱を開始すると、鋼管の外面温度は時間経過に伴って上昇する。高周波誘導加熱が終了した時点で鋼管の外面温度は最高温度となる。その後、急冷が開始されるまでの間は、雰囲気との自然対流により鋼管の外面温度が低下し、冷却装置による急冷が開始されると、鋼管の外面温度が急激に低下する。
【００２４】
本発明の鋼管の製造方法は、前述の通り、高周波誘導加熱した後に急冷する焼入れを肉厚が４．０ｍｍ以下である鋼管に施すにあたり、高周波誘導加熱の終了時に測定する鋼管の外面温度Ｔ１（℃）を下記（１）式で規定される範囲内として鋼管を高周波誘導加熱し、該高周波誘導加熱の終了時に鋼管の外面温度を測定し、測定した鋼管の外面温度を用いて高周波誘導加熱する過程で鋼管の外面温度がＡｃ3変態点の温度に到達してから経過した時間ｘ（秒）を下記（３）式により算出し、算出した前記時間ｘ（秒）に基づいて下記（２）式で規定される範囲内に鋼管の外面温度を測定してから急冷を開始するまでに要する時間ｔ（秒）を調整することを特徴とする。
【００２５】
被処理材である鋼管の肉厚が４．０ｍｍを超えると、加熱手段として高周波誘導加熱を用いることから、加熱された鋼管の外面と内面とで温度差が大きくなる。その結果、高周波誘導加熱の終了時に測定する鋼管の外面温度Ｔ１（℃）を前記（１）式で規定される範囲内としても、加熱された鋼管内面近傍の温度がＡｃ3変態点まで達しないおそれがある。その結果、鋼管の組織が完全にオーステナイト化せず、その後急冷して得られる鋼管の組織が十分にマルテンサイト化せず、強度および靱性が不足するおそれがある。このため、本発明の鋼管の製造方法は、肉厚が４．０ｍｍ以下である鋼管を対象とする。一方、肉厚の下限について特に制限はないが、肉厚が１．０ｍｍ未満となると、その肉厚に冷間加工で仕上げるのが困難になることから、肉厚は１．０ｍｍ以上とするのが好ましい。
【００２６】
本発明の鋼管の製造方法は、高周波誘導加熱の終了時に測定する鋼管の外面温度Ｔ１（℃）を前記（１）式で規定される範囲内として鋼管を高周波誘導加熱する。加熱終了時に測定した鋼管の外面温度Ｔ１が前記（１）式に規定する範囲を外れてＡｃ3変態点の温度に４０℃を加えた温度未満となる場合、加熱された鋼管の内面近傍がＡｃ3変態点以上にならないおそれがある。そのため、得られる鋼管の組織が十分にマルテンサイト化せず、強度および靱性が不足するおそれがある。
【００２７】
鋼管の組織を完全にオーステナイト化するためには、鋼管全体をＡｃ3変態点まで加熱する必要がある。鋼管の組織を完全にオーステナイト化させた後に、急冷するによって鋼管の組織を十分にマルテンサイト化することができる。前述のとおり、高周波誘導加熱された鋼管の外面と内面とには温度差があるが、本願が対象とする厚さが４．０ｍｍ以下のエアバック用鋼管の場合、その温度差は最大でも１５℃程度である。したがって、前記（１）式で規定するように鋼管の外面温度がＡｃ3変態点に４０℃を加えた温度以上になるように加熱すると、測定誤差などを考慮しても、もっとも低温である鋼管内面も確実にＡｃ3変態点を超える温度まで加熱される。
【００２８】
一方、加熱終了時に測定した鋼管の外面温度が前記（１）式に規定する範囲を外れて１１００℃を超える場合、鋼管の組織で結晶粒径が粗大化し、得られる鋼管の結晶粒の粒径が大きくなり、靱性が不足する。
【００２９】
高周波誘導加熱の性質上、被加熱材である鋼管を一定温度で保持することは困難であり、誘導加熱中は鋼管の温度は上昇を続ける。また、誘導加熱中の温度を測定することも困難である。また、鋼管の内面の温度を測定することも困難である。したがって、本発明では、誘導加熱終了直後の鋼管の外面温度を測定する。これは、実質的に鋼管の最高加熱温度に相当する。具体的には、誘導加熱装置の出口直後に放射温度計を設置することで鋼管の外面温度を測定できる。
【００３０】
また、本発明の鋼管の製造方法は、測定した鋼管の外面温度を用いて高周波誘導加熱する過程で鋼管の外面温度がＡｃ3変態点の温度に到達してから経過した時間ｘ（単位：秒、前記図１参照）を算出する。そして、鋼管の外面温度を測定してから急冷を開始するまでに要する時間ｔ（単位：秒、前記図１参照）を前記（２）式で規定される範囲以内に調整する。このようにして焼入れを鋼管に施す際に、鋼管がＡｃ3変態点の温度以上に滞在する時間を管理する。
【００３１】
鋼管の外面温度を測定してから急冷を開始するまでに要する時間ｔが前記（２）式で規定する範囲を超えると、得られる鋼管の結晶粒径が大きくなり、靱性が不足するおそれがある。得られる鋼管の結晶粒をより微細にし、より高靱性の鋼管を得るため、鋼管がＡｃ3変態点の温度以上に滞在する時間は短い方が好ましく、鋼管の外面温度を測定してから急冷を開始するまでに要する時間ｔも短い方が好ましい。
【００３２】
一方、鋼管の外面温度を測定してから急冷を開始するまでに要する時間ｔを０（零）、すなわち、鋼管の外面温度を測定した直後に急冷を開始した場合でも、高周波誘導加熱する過程で鋼管の外面温度がＡｃ3変態点の温度に到達してから前記（１）式で規定される範囲内となるまでに要する時間、すなわち、前記時間ｘにより、鋼管の内面温度もＡｃ３変態点の温度に到達する。したがって、加熱された鋼管の組織が完全にオーステナイト化し、その後急冷することで得られる鋼管の組織を十分にマルテンサイト化することができる。このため、鋼管の外面温度を測定してから急冷を開始するまでに要する時間ｔの下限は理論上は０となる。しかし、実際の製造設備（製造ライン）では、加熱装置と冷却装置の間にはいくらかの距離があるのが通常である。また、本発明を実施するうえでは、加熱装置と冷却装置の間に少なくとも放射温度計を設置するためのスペースが必要である。したがって、実際の操業においては、下限は０を超える有限の値となる。
【００３３】
このように本発明の鋼管の製造方法は、高周波誘導加熱の終了時に鋼管の外面温度Ｔ１（℃）を測定するとともに前記（１）式で規定される範囲内に管理する。さらに、本発明の鋼管の製造方法は、測定した鋼管の外面温度および前記（２）式を用いて鋼管がＡｃ3変態点の温度以上に滞在する時間を管理する。これにより、焼入れの際に鋼管の温度および鋼管を高温に保持する時間を適正にすることができる。その結果、得られる鋼管の組織が十分にマルテンサイト化するとともに、結晶粒が微細化するので、高強度かつ高靱性な鋼管を得ることができる。
【００３４】
前述の通り、鋼管がＡｃ3変態点の温度以上に滞在する時間は短い方が好ましいので、高周波誘導加熱する過程で鋼管の外面温度がＡｃ3変態点の温度に到達してから前記（１）式で規定される範囲内となるまでに要する時間、すなわち、前記時間ｘも短い方が好ましい。前記時間ｘ（秒）を短くするには、高周波誘導加熱における加熱速度を高めることが重要となるので、本発明の鋼管の製造方法は、加熱速度を１００〜５００℃／ｓとするのが好ましい。
【００３５】
加熱された鋼管を急冷する方式としては、例えば、水槽に鋼管を浸漬させて冷却する方式や吐出孔から吐出させた冷却水を鋼管にかけて冷却する方式がある。
【００３６】
図２は、本発明の鋼管の製造方法によって焼入れを鋼管に施す際に加熱される鋼管より短いコイルおよび複数の冷却水供給ノズルを備えた冷却装置を用いる方式を採用する場合の実施形態を示す図である。同図には、被処理材である鋼管１０と、鋼管１０をその長手方向に搬送する搬送装置のローラー２０と、高周波誘導加熱装置が備えるコイル３０と、冷却装置４０と、鋼管１０の外面温度を測定する入側温度計５０および出側温度計６０とを示す。
【００３７】
高周波誘導加熱装置が備えるコイル３０は、出力（Ｗ）が調整可能な交流電源装置（図示なし）に接続されている。コイル３０に交流電流を印加した状態で同図でハッチングを施した矢印で示す方向に鋼管１０を搬送してコイル３０内を通過させることにより、鋼管１０のコイル３０内に位置する部分を高周波誘導加熱する。また、冷却装置４０は、冷却水を噴射するノズル（図示なし）を複数備えており、このノズルから鋼管の外面に冷却水を供給することにより鋼管を急冷する。
【００３８】
入側温度計５０は、コイル３０の入側に配置されており、この入側温度計５０によってコイル３０の入口で鋼管の外面温度、すなわち、高周波誘導加熱を開始する時の鋼管の外面温度を測定できる。また、出側温度計６０は、コイル３０の出側に配置されており、この出側温度計６０によってコイル３０の出口で鋼管の外面温度、すなわち、高周波誘導加熱を終了した時の鋼管の外面温度を測定できる。これら入側温度計５０および出側温度計６０としては、放射温度計を用いることができる。
【００３９】
同一の高周波誘導加熱装置によって鋼管を加熱する場合、鋼管の加熱速度は、交流電源装置の出力、鋼管の搬送速度並びに加熱される鋼管の外径および肉厚により変化する。換言すると、同一の高周波誘導加熱装置によって鋼管を加熱する場合、交流電源装置の出力、鋼管の搬送速度並びに加熱される鋼管の外径および肉厚が定まれば、操業実績に基づいて鋼管の加熱速度を求めることが可能となる。
【００４０】
したがって、本発明の鋼管の製造方法では、操業実績に基づき、加熱される鋼管の外径および肉厚に応じ、交流電源装置の出力および／または鋼管の搬送速度を調整することにより鋼管の加熱速度を変動させ、高周波誘導加熱の終了時の鋼管の外面温度Ｔ１（℃）（出側温度計６０により測定される温度）を前記（１）式で規定される範囲内に制御すればよい。
【００４１】
本発明の鋼管の製造方法は、加熱終了時に測定した鋼管の外面温度を用いて高周波誘導加熱する過程で鋼管の外面温度がＡｃ3変態点の温度に到達してから経過した時間ｘ（秒）を算出する。鋼管の外面温度がＡｃ3変態点の温度に到達してから経過した時間ｘ（秒）は、下記（３）式により算出する。
ｘ＝（Ｔ１−ＴＡｃ３）／ｖ  ・・・（３）
ここで、ＴＡｃ３はＡｃ3変態点の温度（℃）、ｖは加熱速度（℃／ｓ）とする。
【００４２】
加熱速度ｖ（℃／ｓ）は、高周波誘導加熱中の加熱速度を一定であると仮定し、出側温度計６０により測定された鋼管の外面温度（℃）と、入側温度計５０により測定された鋼管の外面温度（℃）との差を、加熱時間（ｓ）で除すことにより導き出す。前述の通り、同一の高周波誘導加熱装置によって鋼管を加熱する場合、交流電源装置の出力等を同じ条件とすれば、操業実績に基づいて鋼管の加熱速度を求めることが可能であるので、操業実績に基づいて鋼管の加熱速度ｖ（℃／ｓ）を求めてもよい。
【００４３】
このように算出する鋼管の外面温度がＡｃ3変態点の温度に到達してから経過した時間ｘ（秒）に基づき前記（２）式により鋼管の外面温度を測定してから急冷を開始するまでに要する時間ｔ（秒）を管理する。
【００４４】
鋼管の搬送速度を変更することにより、鋼管の外面温度を測定してから急冷を開始するまでに要する時間ｔを調整することができる。ただし、この場合は、鋼管の搬送速度を変更すると、前述の通り、加熱速度ｖ（℃／ｓ）が変動する点に留意する必要がある。このため、本発明の鋼管の製造方法は、鋼管の搬送速度とともに高周波誘導加熱装置が備える交流電源装置の出力を変更することにより加熱終了時の鋼管の外面温度を前記（１）式の範囲内としつつ鋼管の外面温度を測定してから急冷を開始するまでに要する時間ｔを前記（２）式の範囲内に調整する。
【００４５】
前述の通り、鋼管の外面温度がＡｃ3変態点の温度に到達してから経過した時間ｘ（秒）を短くするには、高周波誘導加熱における加熱速度を高めることが重要となる。そこで、前記図２に示す実施形態で、複数のコイル（高周波誘導加熱装置）を配置し、前段のコイルの加熱速度を例えば１００℃／ｓとし、後段のコイルと加熱速度を５００℃／ｓとする。このように複数のコイルを配置するとともに、後段のコイルの加熱速度を前段のコイルの加熱速度より増加させてもよい。これにより、鋼管の外面温度がＡｃ3変態点の温度に到達してから経過した時間ｘを短くできる。
【００４６】
本発明の鋼管の製造方法は、熱間製管により得られた素管を冷間加工により所定寸法に仕上げて鋼管とし、当該鋼管に上述の焼入れを施し、その後、Ａｃ1変態点以下の温度で焼戻しを鋼管に施すのが好ましい。前述の通り、冷間加工の後に施される焼入れと焼戻しにより、要求される靱性を確保できる。
【００４７】
以上に説明した通り、本発明の鋼管の製造方法では、高周波誘導加熱の終了時に鋼管の外面温度Ｔ１（℃）を測定するとともに、その加熱終了時の鋼管の外面温度Ｔ１を前記（１）式で規定される範囲内に管理する。さらに、本発明の鋼管の製造方法は、測定した鋼管の外面温度Ｔ１および前記（２）式を用いて鋼管がＡｃ3変態点の温度以上に滞在する時間を管理する。これにより、得られる鋼管の組織が十分にマルテンサイト化するとともに、結晶粒が微細化する。このため、得られた鋼管は高強度かつ高靱性であることから、自動車のエアバッグシステムでアキュムレータに用いられるエアバッグ用鋼管に好適である。
【００４８】
本発明の鋼管の製造方法は、鋼管として、質量％でＣ：０．０５〜０．２５％、Ｍｎ：０．０５〜２．５０％、Ｓｉ：０．１〜１．０％、Ｃｕ：０．０１〜０．８０％、Ｎｉ：０．０１〜０．８０％、Ｃｒ：０．０１〜１．２０％、Ｍｏ：０．０１〜１．００％を含有し、残部がＦｅおよび不純物からなる化学組成を有する鋼管を対象とすることができる。上記化学組成を有する鋼管が、さらにＢ：０．０５％以下、Ｔｉ：０．１０％以下、Ｎｂ：０．１０％以下のうちの１種以上を含有するのが好ましい。
【００４９】
上記化学組成を有する鋼管の残部における「不純物」は、合金を工業的に製造する際に、鉱石あるいはスクラップ等のような原料を始めとして、製造工程の種々の要因によって混入するものをいい、例えば、ＳやＰ、Ａｌが該当する。
【００５０】
上記化学組成を有する鋼管を用いれば、強度と靭性が確保でき、また焼入れ性が向上する。したがって、本発明の製造方法を適用することによって得られる鋼管において、十分な強度および靱性を確保することができる。そのため、エアバック用鋼管として要求される特性を得ることができる。
【実施例】
【００５１】
本発明の鋼管の製造方法による効果を検証するため、試験片(外径３ｍｍ、長さ６ｍｍの中実丸棒)に熱処理を施す試験を行った。
【００５２】
［試験方法］
本試験の熱処理では、高周波誘導加熱した後に急冷する焼入れと、Ａｃ1変態点以下の温度で焼戻しとを施した。被熱処理材として、中実丸棒の試験片を用い、その材質は炭素鋼または低合金鋼とした。
【００５３】
炭素鋼からなる試験片の化学組成は、質量％でＣ：０．１６％、Ｍｎ：０．５０％、Ｓｉ：０．４０%Ｃｕ：０．２５％、Ｎｉ：０．２６％、Ｃｒ：０．３０％、Ｍｏ：０．０１％、Ｂ：０．００１％、Ｔｉ：０．０３％、Ｎｂ：０．０２％を含有し、残部がＦｅおよび不純物であった。この炭素鋼のＡｃ3変態点の温度は８３２℃であった。また、低合金鋼からなる試験片の化学組成は、質量％でＣ：０．１４％、Ｍｎ：１．３４％、Ｓｉ：０．２９%、Ｃｕ：０．１６％、Ｎｉ：０．１６％、Ｃｒ：０．６２％、Ｍｏ：０．０２％、Ｂ：０．００１％、Ｔｉ：０．０３％、Ｎｂ：０．０２％を含有し、残部がＦｅおよび不純物であった。この低合金鋼のＡｃ3変態点の温度は８４５℃であった。
【００５４】
焼入れの際に高周波誘導加熱を開始する時の試験片外面の温度（℃）と、高周波誘導加熱を終了した時の試験片の外面温度（℃）とを放射温度計により測定した。高周波誘導加熱中の加熱速度を一定であると仮定し、加熱終了時に測定された試験片の外面温度（℃）と、加熱開始時に測定された試験片の外面温度（℃）との差を、加熱時間（ｓ）で除すことにより加熱速度ｖ（℃／ｓ）を導出した。この加熱速度ｖ（℃／ｓ）と高周波誘導加熱が終了した時の試験片の外面温度Ｔ１（℃）とを用いて前記（３）式により高周波誘導加熱する過程で試験片の外面温度がＡｃ3変態点の温度に到達してから前述の高周波誘導加熱終了時における試験片の外面温度を測定するまでに経過した時間ｘ（秒）を算出した。
【００５５】
本試験では、試験片の外面温度を測定してから急冷を開始するまでに要する時間ｔを変化させ、その結果、試験片の外面温度がＡｃ3変態点の温度に到達してから急冷を開始するまでに要する時間（ｘ＋ｔ、単位：秒）を変化させた。また、高周波誘導加熱装置の交流電源の出力を変化させ、その結果、高周波誘導加熱を終了した後の試験片外面の温度（℃）が８３０〜１１５０℃の範囲で変化した。
【００５６】
［評価指標］
評価指標として、熱処理を施した試験片の硬度とオーステナイト結晶粒度を測定した。硬度は、ＪＩＳ  Ｚ２２４４に規定された方法にしたがって、試験力９８．０７ＮにてＨＶ１０の値を測定した。オーステナイト結晶粒度は、ＪＩＳ  Ｇ  ０５５１に記載のＢｅｃｈｅｔ−Ｂｅａｕｊａｒｄ法により、上述の熱処理を施した試験片をビクリン酸飽和水溶液で腐食させることで、オーステナイト結晶粒を顕出させ、オーステナイト結晶粒度を評価した。
【００５７】
炭素鋼からなる試験片では、硬度が３８０ＨＶ以上、オーステナイト結晶粒度が９以上を基準に合否を判定した。硬度の判定基準として採用した３８０ＨＶは、Ｃを０．１６質量％含有する鋼材の組織が９５質量％以上マルテンサイト化した場合の硬度である。すなわち、硬度が判定基準以上である場合、試験片の組織は十分にマルテンサイト化していると考えられる。
【００５８】
また、低合金鋼からなる試験片では、硬度が３７０ＨＶ以上、オーステナイト結晶粒度が９以上を基準に合否を判定した。硬度の判定基準として採用した３７０ＨＶは、Ｃを０．１４質量％含有する鋼材の組織が９５質量％以上マルテンサイト化した場合の硬度である。すなわち、硬度が判定基準以上である場合、試験片の組織は十分にマルテンサイト化していると考えられる。
【００５９】
［試験結果］
図３は、炭素鋼からなる試験片を用いた試験の結果を示す図である。
図４は、低合金鋼からなる試験片を用いた試験の結果を示す図である。
図３および図４では焼入れの際の試験片外面の温度がＡｃ3変態点の温度に到達してから急冷を開始するまでに要する時間（ｘ＋ｔ、単位：秒）を対数目盛により横軸に、加熱終了時の試験片の外面温度Ｔ１（℃）を縦軸に示す。また、熱処理が施された試験片の硬度およびオーステナイト結晶粒度がともに基準値以上のものを白抜きの丸印で、硬度が基準値以上であってオーステナイト結晶粒度が基準値未満のものを黒塗りの三角印で、硬度およびオーステナイト結晶粒度がともに基準値未満のものを×印でそれぞれ示す。
【００６０】
加熱終了時の試験片の外面温度Ｔ１がＡｃ3変態点の温度に４０℃を加えた温度未満となって前記（１）式で規定する範囲外となった場合、図３および図４に示すように、大部分が硬度およびオーステナイト結晶粒度がともに基準値未満となった。一方、加熱終了時の試験片の外面温度Ｔ１が１１００℃を超えて前記（１）式で規定する範囲外となった場合、いずれもオーステナイト結晶粒度が基準値未満となり、一部では硬度も基準値未満となった。
【００６１】
また、加熱終了時の試験片の外面温度Ｔ１を前記（１）式で規定する範囲内とした場合でも、試験片の外面温度がＡｃ3変態点の温度に到達してから急冷を開始するまでに要する時間が１０秒を超えると、一部でオーステナイト結晶粒度が基準値未満となった。
【００６２】
一方、加熱終了時の試験片の外面温度Ｔ１を前記（１）式で規定される範囲内とし、かつ、試験片外面の温度がＡｃ3変態点の温度に到達してから急冷を開始するまでに要する時間（ｘ＋ｔ）を１０秒以下として熱処理が施された試験片は、いずれも硬度およびオーステナイト結晶粒度が基準値以上であった。すなわち、加熱終了時に測定する鋼管の外面温度Ｔ１（℃）を前記（１）式で規定される範囲内として鋼管を高周波誘導加熱するとともに、鋼管の外面温度を測定してから急冷を開始するまでに要する時間ｔ（秒）を前記（２）式で規定される範囲内に調整することにより、硬度およびオーステナイト結晶粒度が基準値以上にできることが明らかになった。
【００６３】
これらから、本発明の鋼管の製造方法により、得られる鋼管の組織を十分にマルテンサイト化でき、結晶粒を微細化できることが明らかになった。
【産業上の利用可能性】
【００６４】
本発明の鋼管の製造方法は、下記の顕著な効果を有する。
（１）高周波誘導加熱の終了時に測定した鋼管の外面温度を用い、焼入れの際に鋼管の温度および鋼管がＡｃ3変態点の温度以上に滞在する時間を所定の範囲内に管理する。
（２）上記（１）により、得られる鋼管の組織が十分にマルテンサイト化するとともに、結晶粒が微細化するので、エアバック用鋼管として求められる高強度かつ高靱性を得ることができる。
【００６５】
このように本発明の鋼管の製造方法によって高強度かつ高靱性な鋼管を得ることができるので、自動車のエアバッグシステムでアキュムレータに用いられるエアバッグ用鋼管の製造に有用である。
【符号の説明】
【００６６】
１０：鋼管（被処理材）、  ２０：ローラー、  ３０：高周波誘導加熱用コイル、
４０：冷却装置、  ５０：入側温度計、  ６０：出側温度計
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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